坦克和自行火炮的區別
總體概述
坦克和自行火炮的主要區別很明顯,區別分類也很多,大概有以下幾點:
1、坦克帶有可以旋轉360度的炮塔,而自行火炮的炮塔則隻能旋轉一定的角度。
2、坦克的火炮是直瞄武器,俯仰角一般是負5到正20度左右,而自行火炮一般是間瞄武器,火炮的俯仰角一般是0度到30度之間,有的可以到90度,如自行高炮。
3、坦克的火炮一般是加農炮,而自行火炮則有加農炮、榴彈炮、迫擊炮、高炮。
4、坦克的炮塔一般是在車體的前部,而自行火炮的炮塔一般在車體的後部。
5、坦克的火炮一般可以行進間射擊,而自行火炮則要有一定的陣地,不能行進間射擊。
6、戰鬥中坦克一般是一線突擊的主戰車輛,而自行火炮一般是二線火力壓製和火力支援車輛。
7、坦克車一般是車自為戰,必要時才集火射擊,但自行火炮一般是集火壓製,很少單炮發射。
我國的85式122自行火炮的炮塔旋轉角度是左右各225度。89式122自行榴彈炮的炮塔旋轉角度也是左右各225度。
美國的sp122自行火炮的炮塔旋轉角度是左右各30度。
法國的155自行火炮的炮塔旋轉角度是左20度,右30度。
以色列l-33155自行火炮的炮塔旋轉角度是左右各30度。
俄羅斯的203自行火炮的炮塔旋轉角度是左右各15度。120自行火炮的炮塔旋轉角度是左右各35度。
坦克的作用
坦克是根據戰場的需要和科學技術水平的可能逐步發展起來的。在戰場上,由於大量使用機關槍並以堅固的防禦工事為陣地,對於防禦一方非常有利,而對進攻一方即使付出生命代價也難以攻破防線,所以進攻者需求進攻有效的新型武器。
同時,由於內燃機、履帶式行動裝置、武器和裝甲技術的發展,特別是汽車工業的迅速發展,為這種進攻有效的武器,坦克的製造提供了必要的物質技術條件,所以在1914~1915年間由英國率先製成了坦克。
1916年9月15日,英國和德國的軍隊在索姆河上交戰,英軍第一次使用了49輛被稱為“陸地巡洋艦”的MK1型坦克。
坦克上共裝有兩門口徑為75毫米的火炮和幾挺機槍,采用過頂的長金屬履帶,剛性懸掛,最大速度為6公裏/小時,沒有對外通信聯絡設備,對外聯絡是靠乘員攜帶的信鴿完成的。
參加作戰的坦克實際上隻有32輛到達出發陣地,其中5輛在衝擊時陷入沼澤中,9輛的機構損壞,最後隻剩下18輛。
雖然,坦克的數量少,技術也不完善,又受索姆河畔沼澤地戰場的限製,但是這種首次出現在戰場上的龐然大物,卻使德軍驚惶一時。
要說坦克參戰的首次成功,還是1917年11月20日的康布雷戰役。當時,在沒有炮火準備的情況下,在15公裏的正麵戰場上投入大量坦克,結果一舉占領了10公裏的縱深,於是坦克的作用和價值在世界上首次得到公認。
在每次大戰以後和第二次世界大戰期間,相繼出現了多種型號的坦克,其中有超輕型的、輕型的、中型的、重型和超重型的。
最輕的如英國的卡登—絡伊德係列機槍坦克,僅重1~2噸;最重的如德國的鼠式超重型坦克,重達180噸。坦克的形式也多種多樣,有多炮塔的,有單炮塔的,也有無炮塔的;有履帶式的,也有履帶—輪胎式的。
第二次世界大戰證明,坦克在陸戰中具有重要的快速突擊作用。例如,1943年7~8月庫爾斯克會戰的第一階段,德軍在主要方向上用2700輛坦克發動進攻,蘇軍以3200餘輛坦克和自行火炮進行防禦,交戰的結果是德軍失敗,損失坦克2000輛,而蘇軍損失1500輛。
在會戰的第二階段蘇軍投入600輛坦克,用坦克支持步兵發起進攻,德軍則以2500輛坦克進行防禦,結果是蘇軍迅速突破德軍主要防禦地帶並殲滅大量德軍而取勝。
這次會戰說明,坦克不僅是一種威力強大的進攻性武器,而且是一種非常有效的防禦武器。
再如,蘇軍在白俄羅斯戰役中,以坦克兵團組成快速集群,在追擊中實施了大縱深合圍;在柏林戰役中,蘇軍用6250輛坦克和自行火炮組成快速集群,協同步兵突破德軍防禦、對柏林突施包圍行動,最後完成對德軍的合圍,並對柏林實行了攻堅戰。
此外,蘇軍在莫斯科會戰、斯大林格勒會戰、德涅伯河會戰、維斯瓦河——奧德河戰役和遠東戰役等,也都動用了大量的坦克。可以說,前蘇聯衛國戰爭的勝利,在很大程度上取決於裝甲坦克兵和機械化兵的行動。
正是由於坦克在戰爭中具有重要的地位和作用,所以前蘇聯及美國等國家都重視研製和裝備坦克。
我國有坦克是1927年的事。當時,軍閥張作霖為了打內戰從法國引進了雷諾式輕型坦克。1929年國民黨軍隊從英國引進“卡登——勞得”超輕型坦克,後來又從德國、意大利和美國引進坦克。新中國成立後,我國才開始研製和生產坦克。
坦克的構成
坦克種類繁多,所采用的係統、設備、裝置和機構也不盡相同,但是任何坦克都是由幾個必不可少的基本部分組成的。
這些基本組成部分包括車體和炮塔、武器彈藥、火控係統、動力裝置、傳動裝置、操縱裝置、行動裝置、電氣設備和通信設備以及輔助裝置等。
車體和炮塔是坦克的主要組成部分。它是由裝甲材料構成的堅固殼體。坦克乘員和一些機構、裝置布置在這個殼體內,因而可以得到保護。
坦克的殼體內一般分為三個艙室:駕駛室、戰鬥室和動力傳動室。駕駛室一般位於車體前部,室內配置有各種操縱部件和檢測儀表。
戰鬥室是由車體中部和炮塔的內部空間組成的,供駕駛員以外的乘員進行活動,並在此配置坦克武器、火控裝置和電氣、通信設備等。
動力傳動室一般位於車體後部,也有少數位於車體的前部,室內裝有發動機及其輔助係統、傳動裝置等。
武器彈藥和火控裝置都位於戰鬥室內。坦克的主要武器是坦克炮。坦克的輔助武器一般采用7.62或12.7毫米機槍,也有裝20毫米機關炮的。
坦克的火控裝置包括各種晝夜觀瞄器材、測距儀器、帶有各種修正量傳感器的火控計算機、火炮穩定器、火炮操縱係統等。坦克采用火控裝置的目的在於控製武器的射擊距離和射擊方向,以保證準確地捕捉目標。
動力裝置是坦克運動的動力源。它主要是由發動機及其輔助係統組成的。早期的坦克采用汽油發動機,現代坦克大多采用柴油發動機,個別的已采用燃氣輪機。
傳動裝置用來把發動機的動力分別傳給坦克兩側的主動輪,並改變坦克速度、牽引力和行駛方向。它主要是由變速機構和轉向機構等組成的。
變速機構用來改變傳動比,以使坦克具有不同的速度。變速機構類型較多,傳統坦克一般采用機械式固定軸齒輪變速箱或行星變速箱,現代坦克多采用液力機械傳動,未來的坦克有可能采用液壓和液壓機械傳動。
轉向機構用來改變坦克兩側履帶的速度,使兩側履帶的速度不同或運動方向相反,以實現坦克的轉向。
轉向機構的類型也很多,傳統坦克用轉向離合器、行星轉向機或差速器式轉向機構,現代坦克開始采用液壓轉向機構,如前西德的豹Ⅱ坦克等。
操縱裝置是用於駕駛坦克、開閉門窗的機構。一般由駕駛員控製和操縱,以使坦克處於所要求的狀態。
駕駛員要操縱比較多的裝置,如發動譏、變速機構、轉向機構、製動係統、百葉窗、前機槍等。操縱裝置有機械式、液壓式和電液式三種,現代坦克多采用電液式自動操縱裝置。
行動裝置用來驅使坦克運動。它包括履帶推進裝置和懸掛裝置。履帶推進裝置一般是由履帶、主動輪、負重輪、誘導輪、托帶輪、履帶調整器組成的。
履帶推進裝置有兩種類型:一種是克萊斯蒂係統,即采用大負重輪,沒有托帶輪;另一種是維克斯係統,即采用小負重輪和托帶輪。
至於懸掛裝置,傳統坦克多采用扭杆懸掛或螺旋彈簧懸掛,現代坦克有的已采用液氣懸掛或可調式液氣懸掛。
坦克的電氣設備是指除通信設備外,坦克上所有利用電能工作的設備,主要包括電源、耗電裝置和輔助電器。
坦克電源一般是由發動機驅動的直流發電機或交流整流發電機和蓄電池組成的。當發動機不工作時,耗電裝置由蓄電池供電;當發動機工作時,則由發電機供電。
在一般情況下,發電機既向耗電裝置供電,又為蓄電池充電,隻有當耗電功率超過發電額定功率時,蓄電池和發電機才會同時供電。
有的坦克還有輔助電源,柴油或汽油發電機組。當主發動機不工作時,可用輔助發動機驅動的輔助電機供電。
坦克蓄電池一般為四塊鉛酸蓄電池。坦克的耗電裝置很多,諸如火控裝置、電動機、照明設備和儀表等。坦克的輔助電器包括各種配電裝置、保護裝置、開關和按鈕等。
坦克的通信設備供坦克對外及乘員之間聯絡用。對外的聯絡是借助無線電台,乘員之間的內部聯絡是靠車內通話器。
此外,坦克還配有三防(防核武器、防生物武器、防化學武器)、滅火、潛渡及其他裝置。
坦克具備上述基本組成部分後,就具有了火力、機動性和防護三大性能。
坦克的操縱裝置
操縱裝置的作用和機構
坦克良好的動力裝置和傳動裝置各機構的動作,隻有得到正確的利用和控製,才能實現坦克的起步、停車、增速、減速、轉向等各種戰術使用要求。
操縱裝置就是完成上述任務的。操縱裝置越可靠、靈敏、輕便,則越能充分發揮動力和傳動裝置的作用,減輕乘員的疲勞,增加坦克的機動性。
坦克行駛時,駕駛員將操縱下述機構:發動機及其輔助係統的操縱裝置。如油門踏板、手油門和起動開關等;傳動裝置各部件的操縱裝置,如主離合器踏板、變速杆、轉向操縱杆和製動踏板等;其他操縱機構,如機槍射擊,坦克、排氣百葉窗的開、關,水陸坦克水上行駛時各機構的操縱等。
可見,坦克駕駛員操縱的機件多,動作複雜而且費勁,工作條件也差。所以提高坦克操縱的方便性,不僅可以減輕駕駛員的勞動強度,而且可以提高坦克的機動性。
現代坦克操縱裝置的類型
機械操縱裝置:指用機械元件,如拉杆、杠杆、凸輪、彈簧等組成的操縱裝置。
液壓機操縱裝置:指正常情況下用液壓能來完成操縱動作,當液壓係統有故障時能立即轉為機械式操縱的裝置。
氣壓操縱裝置:指用氣壓能來完成操縱動作的操縱裝置。
電—液、電—氣式操縱裝置:指用電訊號控製液壓能或氣壓能來完成操縱動作的操縱裝置。
在坦克上究竟采用什麼操縱裝置,不僅取決於動力、傳動裝置的型式及其在坦克上的布置及坦克上用於操縱裝置的能源,如液、氣等的情況,而且取決於每個國家選用傳動的習慣。
就是對一種型號坦克來說,也都同時采用多種操縱裝置,即一些機構用機械操縱裝置,另一些機構用液壓或氣壓操縱裝置等等,這些都是根據具體情況決定的。
駕駛員經常操縱的操縱裝置
油門操縱裝置:油門操縱裝置(或稱高壓泵操縱裝置)是駕駛員用來控製發動機的燃油量的。它包括手油門(或稱固定油門)和腳控製的油門。
當踏下加油踏板或用手向下扳動手加油杆時,縱拉杆向前,帶動加油拉杆,使加油拉臂轉動,操縱發動機的高壓柴油泵加油齒杆移動,使供油量增加。
鬆開加油踏板或手加油杆時,回位彈簧使加油齒杆向相反方向移動,使供油量減少。
手油門用來供給發動機固定油量,一般用在發動機起動後加溫或坦克使用後停車前降溫,或發動機工作時,停車檢查各部件的工作情況。在操縱手油門加油杆時,也推動加油腳踏板,而操縱加油腳踏板時,手油門的加油杆不動。
主離合器操縱裝置:主離合器操縱裝置是在發動機起動或變速箱換檔時,用來使主離合器分離,以切斷發動機與變速箱的聯係,從而可減小發動機的起動阻力和換檔時變速箱齒輪的撞擊。
坦克駕駛員踏下主離合器踏板時,空心軸轉動,通過主離合器拉臂、縱拉杆、橫軸和短拉臂等帶動主離合器的活動盤拉臂向前轉動,從而使主離合器分離。踏板踏到底,主離合器完全分離。
在空心軸轉動的同時,又帶動鉤板而拉伸助力彈簧。當助力彈簧中心線越過空心軸的軸線後,彈簧收縮,起助力作用。
鬆開踏板時,依靠主離合器內部彈簧的伸長,使操縱裝置回到原位,主離合器由分離狀態而重新轉為結合狀態。
變速操縱裝置:指駕駛員用來操縱變速箱,使變速箱處於掛檔、空檔和倒檔等不同工作狀態的操縱機構。變速操縱裝置有兩種工作狀態:
空檔狀態:變速杆處於檔位板的中間位置。此時,變速箱的掛檔齒輪處於中間位置,發動機的動力不能通過變速箱而傳到左、右轉向機。
掛檔狀態:駕駛員握緊閉鎖器握把,然後使變速杆在檔位板橫格槽內移動,根據路麵選定檔位後,使其對準檔位板上直槽兩端檔位的刻字Ⅱ-倒、或Ⅱ-Ⅲ、或Ⅳ-Ⅴ,再將變速杆對準要換檔的檔位板直槽字號方向推入,此時傳動杆帶動縱拉杆,經垂直軸、橫拉杆帶動拉臂使變速箱掛上所需要的檔位。
退檔時,握緊握把,將變速杆退到檔位板的中間位置。
轉向操縱裝置:指駕駛員用來操縱轉向機構,以實現坦克的轉向、停車、減速加力等戰術使用要求的操縱裝置。它包括手操縱和腳操縱兩套裝置,其工作過程如下:
手操縱裝置:駕駛員不操縱操縱杆時,縱拉杆處於最前原始位置,即原位。轉向時,如需向左轉,則拉左操縱杆到中間位,即第一位置,此時,通過轉向機左前縱拉杆、左後縱拉杆而使調度板轉動,逐漸使左轉向機的閉鎖離合器分離,小製動帶製動。
左轉向機減速傳遞動力,坦克以大半徑轉向,即通常所說的以第二規定半徑轉向。如繼續將操縱杆拉到底時,調度板繼續轉動。
此時,閉鎖離合器繼續分離,小製動帶鬆開,大製動鼓的製動帶製動,切斷了發動機動力向左側減速器傳遞,左邊履帶速度為零,坦克以小半徑向左轉向,也就是以第一規定半徑轉向。
同時,如需坦克向右轉向時,則拉動右操縱杆至第一或第二位置。如果同時拉動左、右操縱杆至第一位置,則起減速加力作用,通常在運動大的情況下停車或通過局部困難路麵時使用;如同時繼續將左、右操縱杆拉至第二位置時,則坦克停車。
坦克的傳動裝置
傳動裝置的作用
對於一種坦克來說,要充分利用其發動機功率,使坦克獲得良好的機動性,在很大程度上取決於坦克的傳動裝置。
因為坦克行駛的路麵十分複雜,其道路阻力的變化範圍高達10至15倍,其速度在0至72公裏/小時範圍內。這要求發動機發出的牽引力和其轉速也有相應的變化範圍。
但是,目前坦克柴油機牽引力的變化範圍隻有1.06至1.25倍,穩定轉速的範圍隻有1.5至2.75倍,這顯然不能滿足坦克速度和路麵阻力變化的要求。
燃氣輪機比柴油機的適應性好些,但也不能滿足需要。這個矛盾主要由傳動裝置來解決。具體地說,傳動裝置的作用有三個:
把發動機的動力傳給兩側履帶,在路麵阻力變化時,傳動裝置可改變履帶的速度和牽引力,以滿足坦克直線行駛的要求。
在轉向時,按轉向要求分配給兩側履帶不同的速度和牽引力,使坦克轉向。
實現坦克倒駛和在發動機工作時停車(即變速箱在空檔)檢查各部工作情況。
傳動裝置的類型及性能比較
現代坦克傳動裝置的基本類型:按其能量傳遞的形式有機構傳動和液體傳動。能量全部由軸、齒輪、彈簧、摩擦件等機構元件傳遞的傳動裝置,稱為機械傳動裝置。
傳動裝置中,有一個環節是靠液體元件來傳遞能量的傳動裝置,稱為液體傳動裝置。如液體元件中靠液流的動能來傳遞能量的,稱為液力傳動裝置;靠液流壓力來傳遞能量的,稱為液壓傳動裝置。
機械傳動裝置和液體傳動裝置性能比較:
關於坦克速度的變化範圍:液體傳動由於有液體元件,液體元件的主、被動部分是由液體來傳遞能量,所以可使坦克速度能連續變化,能降低速度到零而保待足夠的牽引力。
機械傳動是有級的,坦克速度不能連續,如不切斷發動機動力,車速不能降到零。
關於坦克牽引力的變化範圍:兩種傳動裝置都可擴大發動機的扭距變化範圍,但是機械傳動不能擴大發動機的扭距適應性係數K。
液體傳動中,由於液體元件本身的特性,能擴大K值。也就是說可以擴大坦克的適應性。
關於發動機的功率利用狀況:液體元件的特性可使發動機在其最大功率範圍內工作,因而可充分利用發動機的功率。
而在機械傳動中,發動機功率的利用程度是受檔數限製的,檔數越多,功率利用越好。一般不如液體傳動。
由於有液體元件的滑轉,所以當外界阻力突然增大時,裝液體傳動的坦克,其發動機不會熄火。而裝機械傳動的坦克,則可能導致發動機熄火。
就傳動功率來說,液體傳動比機械傳動低。為此,近代坦克的液體元件在高速時都采用了閉鎖裝置,即使其在高速時由變矩器變為效率較高的偶合器,以提高其傳動效率。
從結構上看,機械傳動簡單,容易製造,因而成本低,便於大量生產,且維修保養容易。
總之,從坦克機動性方麵來看,液體傳動優於機械傳動。
但不等於說,所有的坦克都要用液體傳動,因為作為戰鬥車輛來說,機械傳動有簡單、可靠、耐用、成本低廉等突出優點,所以前蘇聯都采用機械傳動,當然機械傳動在前蘇聯現代坦克中有了很大的改進和發展。
典型的機械傳動裝置
典型的機械傳動裝置是由傳動箱或稱增速箱,主離合器,變速箱,冷卻係的風扇聯動裝置,左、右行星轉向機,製動器和側減速器組成。
傳動箱:用來將發動機的動力傳給主離合器,並增高轉速,以減少主離合器、變速箱和行星轉向機所承受的扭矩;用電動機起動發動機時,通過傳動箱可增大起動力矩,使發動機容易起動。
主離合器:它位於傳動箱和變速箱之間。它是靠彈簧壓緊主、被動摩擦片,通過主、被動摩擦片的摩擦力來傳遞動力。
當操縱分離機構時,壓縮彈簧,使主、被動摩擦片分離,傳動箱的動力便不能傳到變速箱中去。
為什麼需要主離合器呢?這是因為在起動發動機時,分離主離合器,可以減小主離合器後麵的變速箱、轉向機、側減速器、行駛裝置等裝置的阻力和慣性,使發動機容易起動;
變換變速箱的排檔時,分離主離合器,切斷發動機動力,可減少換檔時變速箱齒輪的衝擊;起車時或換檔後,依靠主離合器的平穩結合,使坦克平穩起步或加速;
坦克速度和阻力發生急劇變化時,依靠主離合器打滑,可以防止傳動裝置和發動機受到過大的負荷而損壞機件。因此,主離合器是機械傳動中不可缺少的重要部件。
變速箱:主離合器傳來的動力,通過變速箱傳入左、右轉向機。變速箱一般有五至八個排擋。
通過換檔可改變速比,也就是說,在發動機的扭距和轉速不變的情況下,通過換檔,可改變坦克的行駛速度和牽引力,以適應坦克行駛路麵阻力變化的要求。
檔數越多,能改變坦克的行駛速度和牽引力的範圍越大,機動性越好。所以變速箱是實現坦克機動性的關鍵部件。並且它具有倒檔,可在不改變曲軸旋轉方向的條件下,使坦克倒駛。
將變速箱置於空檔時,即切斷主離合器到左、右行星轉向機的動力,可使發動機長期空轉,以檢查發動機和其他部位的工作情況。
行星轉向機:典型機械傳動的坦克轉向機構是二級行星轉向機,分左、右置於變速箱動力輸出軸兩側。變速箱動力則通過左、右行星轉向機輸入左、右側減速器中。
二級行星轉向機有一個離合器操縱拉臂和大、小製動帶,駕駛員用左、右轉向拉杆來進行操縱。左、右操縱拉杆可有三個位置,即原位,不操縱拉杆、一位,拉杆處於中間位置和二位,拉杆拉到底,使二級行星轉向機在直線行駛時有直接傳動、減速和製動三種工作方式。
轉向時,如向左轉,駕駛員拉左轉向拉杆至第一位置,則左轉向機由原來的直接傳動變為減速,左側履帶減速;而右側履帶速度不變,此時,坦克以大半徑向左轉向。
如左轉向拉杆拉到第二位置,則左轉向機被動軸速度為零,左側履帶速度為零;而右惻速度不變,此時坦克以左側履帶為轉向中心進行小半徑轉向。同理向右轉向時,則拉動右轉向拉杆到相應位置。
由於這種轉向機在上述一、二位置進行轉向時,轉向機中無功率損失,所以稱上述兩個轉向半徑為規定轉向半徑。
由於這種轉向機有二個規定轉向半徑,又有行星機構,所以稱它為二級行星轉向機。它是保證坦克直線行駛、靈活轉向、可靠停車的重要機構。
側減速器:側減速器分左、右兩部分,一般位於車體尾部兩側甲板上,作為傳動裝置的最後兩個部件。
它以較大的固定減速比來減少增速箱、主離合器、變速箱、轉向機的負荷,同時降低與其被動軸相連的坦克主動輪的轉速,提高主動輪的扭距,以增大推動坦克前進的牽引力。
典型的液力傳動簡介
現代主戰坦克上,應用的液力傳動類型很多,這裏隻介紹典型的液力傳動簡單工作原理及其特點。
液力傳動的關鍵部件是液力元件,目前在坦克和其他戰鬥車輛上,廣泛使用的液力元件兼有液力變矩器和液力偶合器的性能,這種液力元件稱為綜合式液力變距器。
它的泵輪與主動軸相連,泵輪轉動時,泵輪內的工作液體得到泵輪內葉片給予的能量後,產生離心力,迫使液體流動。這就是把發動機的機械能變成了泵輪內工作液體的動能和壓能。
液流進入渦輪,衝擊渦輪內葉片。此時,液體的能量又變成與渦輪相連的被動軸上的機械能,使被動軸旋轉。導輪在渦輪小轉速下與殼體固定在一起作為一個外力矩支點,使液流的壓能減小,動能增加。
然後液流再進入泵輪繼續循環。導輪在渦輪大輪速時與殼體自動解脫聯接,於是導輪開始在液流中空轉,此時,變矩器作為偶合器工作。綜合式變矩器在整個工作範圍內,效率均比較高,因而得到廣泛采用。
發動機的動力,從液力變矩器,或綜合式變矩器之後分流,一路經變速箱輸入左、右彙流行星排的齒圈,另一路經雙向變量泵雙向定量馬達,經錐齒輪而輸入左、右彙流行星排的太陽輪,由左、右彙流行星排框架軸輸入主動輪,以帶動兩側履帶旋轉。
坦克直線行駛時,液壓泵排量為零,液壓元件不參加工作,彙流行星排太陽輪由於液壓馬達鎖住而不動。
此時,發動機動力經液力變矩器,或綜合式變矩器,變速箱而傳入左、右彙流行星排齒圈,經彙流排框架輸入側減速器,帶動主動輪旋轉。可見這種傳動在直駛時為單流。
坦克轉向對,液壓泵、液壓馬達參加工作,發動機功率除按坦克直線行駛時輸入左、右彙流行星排齒圇外,還通過液壓泵、液壓馬達而輸入彙流行星太陽輪,使左、右彙流行星排太陽輪發生大小相等、方向相反的旋轉,這樣使彙流行星排框架的左、右速度不同,從而使坦克兩側履帶速度和牽引力不同,使坦克轉向。
這種典型的液力傳動除具有一般液力傳動的優點外,還具有如下特點,即直駛時功率為單流傳遞,轉向時功率為雙流傳遞,通過控製液壓泵排量的連續變化可使坦克獲得無級轉向的性能。
在空檔時,還可以獲得繞坦克幾何中心的轉向,此時,全部功率將由液壓元件傳遞。這種傳動由直駛到轉向的過渡連續平穩,轉向半徑的範圍寬,操縱特性好,高檔修正方向的能力好。
液壓機械傳動
未來的坦克上可能采用HMPT-500型液壓機械傳動裝置。該傳動裝置包括一個多片式主離合器,兩個油冷多片式停車製動器,兩套具有相同排量的球形活塞式液壓泵-液壓馬達組和一套齒輪裝置。
傳動裝置有三個排檔和一個倒檔,Ⅰ-倒檔為液壓傳動,Ⅱ-Ⅲ檔為液壓機械傳動。
就是說,該傳動的Ⅰ-倒檔為單流,Ⅱ-Ⅲ檔為雙流。該傳動具有液力傳動的一切優點,還克服了液力傳動中液力元件自動調節性能的不足,它具有可控無級變速的優點,使用這種傳動可使發動機按選擇的一條耗油率最小的功率—速度曲線工作,以達到最好的經濟性,它能與發動機實現最理想的匹配。
在Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ檔速度範圍內,該傳動的轉向特性完全相同,即同一轉向信號,使兩履帶產生相同的差動速度,內側履帶減速時產生的能量直接傳輸到外側履帶,使其增速,從而減小了功率損失。
對於給定的轉向訊號,其轉向半徑隨車速的增加而增大。這種傳動,從坦克機動性觀點來看是比較理想的,從技術方麵來看,難度較大。
坦克的動力裝置
坦克動力裝置的作用
坦克的動力是由發動機及其輔助係統組成的。發動機的輔助係統包括燃油供給係、空氣供給係、潤滑係、冷卻係、加溫係和起動係等。
坦克的動力裝置是坦克的動力源。它主要用來產生推動坦克運動的牽引力並使坦克達到所要求的速度。
該動力裝置還要帶動發電機發電,向車上的用電裝置供電並給蓄電池充電,帶動液壓和氣壓裝置運轉。
人們常把動力裝置比作坦克的“心髒”,足見它在坦克中的地位是十分重要的。
現代坦克發動機的種類
坦克柴油機:自1954年5月蘇T-34中型坦克上首先采用大功率柴油機至今,現代坦克絕大多數都采用高速柴油機,已很少采用汽油機。
這是用為柴油機的經濟性好,即攜帶相同容量燃油的情況下,相同功率的柴油機的最大行程是汽油機的13~16倍。而且在戰場上,柴油機與汽油機比較不易起火,比較安全。
據統計,現代坦克柴油機,大多是多缸,有6、8、10、12個缸、V形,兩排汽缸夾角為60度、90度、120度、上衝程柴油機,也有對置二衝程的。按其冷卻方式,坦克柴油機又有水冷和風冷兩種。
燃氣輪機:盡管燃氣輪機在坦克上應用的研究進行了幾十年,但目前正式采用它作為主戰坦克動力裝置的隻有美國的M-1主戰坦克。
雙動力裝置:在瑞典的S坦克上,采用了對置活塞二衝程水冷柴油機和燃氣輪機並聯的雙動力裝置。
坦克動力裝置的特點
坦克是十分複雜的戰鬥車輛。由於坦克要南征北戰,要爬山涉水,在各種地形上馳騁,條件十分艱苦,所以坦克的動力裝置與汽車或其他工程動力裝置相比,有如下特點:
單位體積功率大:指動力裝置的最大功率與其所占體積的比,用馬力/米3來表示。
單位體積功率越大,意味著坦克發動機在一定功率下所占坦克的體積越小,坦克具有的外形尺寸就可能小,因而,單位體積功率越大的動力裝置越好。
由於現代主戰坦克火力和防護性的增強,重量有所增加,所以對機動性也提出了更高的要求。不僅要求有較高的行駛速度,而且特別強調加速性,這就要求坦克有很高的噸功率,要求發動機有更大的功率。
如美國M-1和西德豹Ⅱ坦克噸功率為285至293馬力/噸,總功率為1500馬力,這就對坦克發動機的體積提出了更高的要求。
如西德豹Ⅰ坦克的M838Ca500型發動機的單位體積功率為480馬力/米3,而豹Ⅱ坦克MB873型發動機,單位體積功率高達1043馬力/米3,比豹Ⅰ的提高了兩倍多。
比重量小:指動力裝置的重量與其所發出的功率比,以公斤/馬力來表示。比重量較小,表示動力裝置較輕,較好。
20世紀70年代國外研製的坦克柴油機的比重量大約為117~158公斤馬力。
單位體積功率大比重量小更重要,因為發動機本身隻占坦克重量的4%至5%,但占車體容積的10%,而車體占坦克總重的30%至40%。
可見,發動機體積的增加會引起車體體積的增大,從而使車重大幅度增加。
轉速和扭矩變化範圍較大,以適應坦克行駛速度和地麵阻力變化大的要求。
有較好的地區適應性,即在寒區不難起動,在熱區不易過熱。
現代坦克發動機能使用多種燃料,以適應戰時供應和使用的要求。
坦克柴油機
一、柴油機的基本結構及其功用:
柴油機是由曲軸連杆機構、驅動機構和配氣機構組成的。
曲軸連杆機構包括上、下曲軸箱,汽缸蓋,汽缸體,汽缸墊和氣門蓋等固定件和活塞組,連杆組,曲軸組等運動件。
它的作用是把柴油在汽缸內燃燒時產生的能轉變為機械能,使活塞在汽缸內的上、下往複運動,通過連杆變為曲軸的旋轉運動。
驅動機構包括噴油泵和配氣凸輪軸的傳動分支,發動機轉速表及發電機傳動分支,機油泵、水泵、輸油泵等傳動分支等。
它的功用是把曲軸的一部分功率傳遞給配氣機構和噴油泵,以保證向汽缸供給空氣和柴油;使轉速表工作;帶動發電機發電;使機油泵、水泵工作,保證發動機的潤滑和冷卻;帶動低壓柴油泵以保證燃油供給等。
配氣機構主要包括氣門組和凸輪軸組。它的功用是按柴油機各汽缸的工作順序,定時地開、閉氣門,保證汽缸及時地排氣和進氣。
二、四衝程柴油機的簡單工作原理
四衝程柴油機每作一次功,每個汽缸都有進氣、壓縮、作功和排氣四個連續過程。
進氣行程:汽缸的排氣門關閉,進氣門開啟。活塞自上死點下行,空氣由進氣門進入汽缸。活塞行至汽缸下死點時,進氣門關閉,進氣行程結束。
壓縮行程:進、排氣門關閉。活塞由下列點上行並壓縮空氣,空氣受壓縮後,壓力、溫度增高。活塞接近上死點時,開始噴柴油,柴油與汽缸內高溫、高壓的空氣合並在高溫下自行點燃而燃燒。
由於柴油機的燃燒是因壓縮空氣產生高壓、高溫而燃燒的,所以又稱這種發動機為壓燃式發動機。
作功行程:柴油燃燒後,汽缸內壓力、溫度急劇升高,活塞在氣體壓力作用下,由上死點下行,活塞下行時通過連杆而帶動曲軸旋轉,這樣就把柴油燃燒產生的能轉變為機械能而工作。活塞行至下死點時,作功行程結束。
排氣行程:作功結束後,汽缸的排氣門開啟,活塞由下死點上行。在活塞推動下,燃燒後的廢氣以高速從排氣門排出。活塞行至上死點時,排氣結束,排氣門關閉。
由上可見,每作一次功,活塞在汽缸內上、下各兩次,使曲軸旋轉兩圈。多缸發動機的各汽缸都按一定的工作順序重複上述過程,發動機就連續不斷地工作。
三、柴油機的輔助係統
燃油供給係用來把燃油按汽缸的工作順序供給各汽缸燃燒。
柴油機工作時,燃油箱的燃油在低壓柴油泵的作用下,經柴油粗濾清器、低壓柴油泵進入柴油精濾清器,精濾後的柴油進入高壓泵,高壓泵按各汽缸的工作順序通過噴油器將燃油噴入汽缸內燃燒。
空氣供給係用來保證供給發動機各汽缸新鮮而清潔的空氣,並將汽缸中燃燒後的廢氣排到車外。由於外界空氣中含有大量灰塵和水分,所以在進入汽缸前必須經過濾清器進行濾清。
濾清器中的積塵和水分則利用廢氣排出時造成的真空度,隨廢氣一道排到車外。西方坦克也有用油浴式濾清器的,其濾清效率一般較幹式濾清器效率高。
冷卻係用來散發汽缸燃燒時傳給發動機各機件的熱量。柴油機工作時,柴油燃燒產生大量的熱,從而使機件的溫度增高。如不及時冷卻,就會使機件溫度超過一定限度而不能工作。
隻有進行冷卻,才能保證柴油機在正常溫度範圍內工作。風冷發動機是靠汽缸外表麵附加的散熱片和強大的空氣流來直接冷卻。
水冷發動機則以水作為介質來進行冷卻,即水冷發動機工作時,通過驅動機構帶動水泵,水泵將水泵入汽缸水套、水在水套中帶走熱量並進入水散熱器,由風扇或廢氣引射造成的冷卻氣流再將水散熱器的熱量帶到車外。經散熱器冷卻後的水又回到水泵,如此循環而使發動機得到冷卻。